Молодые исследователи ЮУрГУ, Диана Тазеддинова и Зилолахон Тошева, входящие в состав международной команды ученых из Китая, Пакистана, Саудовской Аравии и Франции, разработали инновационный метод получения ценного растительного белка из семян красного перца (Capsicum annuum).
Красный перец широко используется в приготовлении салатов, консервированных блюд и приправ, однако семена этого овоща обычно выбрасывают. В то же время, они являются богатым источником белка (до 20–25%), включают незаменимые аминокислоты, пищевые волокна и биоактивные вещества.
Проблема заключается в том, каким образом можно извлечь эти компоненты с наибольшей пользой.
В своем натуральном виде белок плохо растворим в воде: всего около 49% растворимой фракции, а образующиеся частицы превышают размер 550 нм, что затрудняет создание из него эмульсий, например, растительного «молока» или спреда. Кроме того, он плохо усваивается организмом - переваривается около 80% in vitro, то есть не в организме человека, а в лабораторных условиях, когда на него воздействуют пищеварительными ферментами человека.
Можно подвергать белок химической и термической обработке, однако при этом он утрачивает свою питательную ценность.
Решением, предложенным международной командой исследователей, является подвергание белка физическим воздействиям - его микронизации (разделению на мелкие частицы) и обработке с помощью ультразвуковых волн.
Микронизация заслуженно получила своё название, поскольку она превращает материал в мельчайшие частицы размером в микроны или нанометры. В процессе обработки белкового вещества, которое было подвергнуто вращению со скоростью 15 000 оборотов в минуту в течение шести минут, размеры частиц значительно снизились: средний диаметр уменьшился с 554,9 нанометров до 405 нанометров.
Далее образцы подвергались ультразвуковой обработке в течение 10–15 минут с использованием частоты 40 кГц и мощности 720 Вт. В процессе процедура температура постоянно поддерживалась на уровне 30±2°C, чтобы предотвратить возможный перегрев.
В таких ситуациях ультразвуковое воздействие приводит к возникновению акустической кавитации - процессу, при котором происходят формирование, увеличение и последующее разрушение мельчайших пузырьков в жидкости.
В итоге уровень растворимости белка увеличился с 49,4% до 76,9% по сравнению с исходным показателем.
Уровень усвояемости белка, соответственно, значительно улучшился: в лабораторных экспериментах in vitro показатель увеличился с 80,1% до 87,9%. Это означает, что человеческий организм сможет эффективнее извлекать из продукта жизненно важные аминокислоты.
Конечно, белковый изолят, полученный в результате, можно в первую очередь применять для разработки высокоэффективных продуктов спортивного питания.
Еще одним подходом является использование его в растительных альтернативных продуктах, заменяющих мясо и молочные изделия, что особенно актуально для тех, кто соблюдает пост или придерживается веганского питания.
В завершение стоит отметить, что семена красного перца богаты натуральными антиоксидантами, благодаря чему полученный материал может выступать в роли природного средства для консервации продуктов.
Диана Тазеддинова отмечает, что данный продукт полностью отвечает требованиям современного общества: он создан с использованием экологически безопасных методов, основан на растительных компонентах и гармонирует с потребностями организма. По её мнению, изолят белка из перечных семян сегодня остается недооценённым в пищевой индустрии, несмотря на его потенциал сделать переработку красного перца практически безотходной.
Результаты исследования и описание используемой технологии были опубликованы в международном журнале «Ультразвуковая сонохимия», входящем в первый квартиль научных изданий по версии Scopus.
Источник: ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)».